1.4 实验： 用打点计时器测速度
古时候由于生产力不发达，计时的方法是回影法和滴水法等原始的方法。随着科学技术的发展，今天的计时方法既有钟表等一般的计时器，又有精确度极高的光电计时器。
滴水法
回影法
沙漏
怀表
电子表
一、打点计时器
电磁打点计时器
电火花计时器
1、种类
2、电磁打点计时器
（1）构造：线圈、 振片、 振针、 永久磁铁 、纸带、复写纸、 限位孔 （2）原理：利用电磁作用在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器。
（3）工作电压、：6V以下交流电
电磁打点计时器：它是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。当接通6 V以下低压交流电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02 s。
3、电火花计时器
（1）构造：开关、正负脉冲输入插座、限位孔、墨粉纸盘
（2）原理：利用火花放电在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器
（3）工作电压、频率：220V交流电、50Hz
正负脉冲输入插座
墨粉纸盘
限位孔
开关
电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器。当接通220 V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50 Hz时，它也是每隔0.02 s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点 之间的时间间隔也是0.02 s。
电火花计时器工作时，纸带运动时受到阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。
（说明：电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样，打点的时间间隔都是0.02 s，所以今后的叙述中不再区分，统称打点计时器。）
二、练习使用打点计时器
如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置，也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。
1、操作步骤 P20 (画起来)
（1）固定计时器
（2）穿纸带
（3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源
（4）保存和分析纸带。
（5）用刻度尺测量出第一点到第n点的距离。
（6）利用公式v=Δx/Δt 计算出纸带在这段时间内的平均速度。
2、注意事项：
①使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再拖动纸带。
②移动物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。
③打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。
三、利用打点计时器测平均速度
1、需测量的量：位移（用刻度尺测量,测量时应估读到分度值
的后一位 ）
时间（相邻两个黑点的时间间隔是0.02s）

2、关系式：v=Δx ／ Δt
D
∆t=0.1s
∆X
E
G
A
D
C
B
∆XAB
∆XBC
∆XCD
0.014
0.023
0.032
0.1
0.1
0.1
0.14
0.23
0.32
疑问:
如果纸带上点迹分布不均匀，点迹密集的地方表示速度较大还是较小？
解答:
点迹密集表示在相等时间间隔内纸带运动的位移较小，根据v=Δx／Δt，可知点迹密集的地方表示速度较小。
如何测出E点的瞬时速度？
四、利用打点计时器测瞬时速度
DF两点之间的平均速度，可以粗略的代表中间点E的瞬时速度。
0.02
0.12
0.22
0.1
0.2
0.32
0.25
0.4
五、用图象表示速度
许多变化过程，如气温的变化、物价上涨、传染病发病人数的增减……可以用图象展示，目的是更直观地反映变化的规律。
1、图像特点：直观
2、常用作图法:（1）描点作 （2）据函数关系式作图
3、作图步骤:（1）建系 （2）描点 （3）作图
以速度v 为纵轴，时间t 为横轴建立直角坐标系，根据用打点计时器测出的各时刻的瞬时速度值，用描点法在坐标系中描出各个点，再用平滑的曲线将各点连接起来，就得到一条能反映速度随时间变化关系的图线，描述速度v 与时间t 关系的图象，叫做速度—时间图象或v－t 图象。
0
1
2
3
4
t/10-1s
1
2
3
4
v/(m·s-1)
0
t/10-1s
v/(m·s-1)
作图题：根据表格数据，建立图象表示速度
0.05
0.25
0.2
0.15
0.1
0.3
0.35
1
2
3
4
5
6
7
小结
一、种类:电磁打点计时器、电火花计时器
电火花计时器工作时，纸带运动时受到阻力小，比电磁打点计
时器实验误差小。
二、练习使用打点计时器
1、操作步骤 P20
2、注意事项：①计时器先接通电源，稳定后，再拖动纸带。
②使物体停在靠近打点计时器的位置。③打点计时器应打出轻
重合适的小圆点④使用电火花计时器时，墨粉纸盘夹在两纸带
之间，使用电磁打点计时器时，纸带压在复写纸下面。
三、利用打点计时器测平均速度
1、需测量的量：位移Δx 时间Δt
2、关系式：v = Δx／Δt
四、利用打点计时器测瞬时速度
DF两点之间的平均速度，可以粗略的代表中间点E的瞬时速度。
五、用图象表示速度
1、图像特点： 直观
2、常用作图法:（1）描点作 （2）据函数关系式作图
3、作图步骤: （1）建系 （2）描点 （3）作图
1、电磁打点计时器是一种使用_________(交流? 直流?)电源的________仪器，它的工作电压是________伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔________s打一次点。
2、关于计数点的下列说法中，正确的是( )
A、用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差。
B、相邻计数点间的时间间隔应是相等的。
C、相邻计数点间的距离应当是相等的。
D、计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻
计数点间点痕的个数相等。
交流
计时
4~6
0.02
B
3 、（单选）根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上
直接得到的物理量是( )
A、时间间隔 B、位移
C、加速度 D、平均速度
4、（多选）对纸带上的点迹说法正确的是（ ）
A、点迹记录了物体运动的时间。
B、点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。
C、点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。
D、点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移。
5、（多选）打出的点迹不够清晰的原因可能是（ ）
A、电源电压偏低
B、永磁体磁性不足
C、振针位置过高
D、复写纸陈旧
E、振动片不在永磁体的中央
ABD
ABCDE
A
6、如图所示的四条纸带，是某同
学练习使用打点计时器得到的
纸带的右端后通过打点计时器。
从点痕的分布情况可以断定：
纸带_______是匀速通过打点计
时器的，纸带___ __是越走越快的，纸带______ _是
先越走越快，后来又越走越慢。
7、若所用电源频率是50赫，图中D纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器，历时_____ ___s，位移为___ ___米，这段时间内纸带运动的平均速度是__ ____m／s。BC段的平均速度是___ ___m／s，而AD段的平均速度是 _ __ m／s。
C
B
D
0.04
0.27
6.75
11
7.875
8、使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中：
⑴在如下基本步骤中，正确的排列顺序为______________。
A、把电火花计时器固定在桌子上
B、安放纸带
C、松开纸带让物体带着纸带运动
D、接通220V交流电源
E、按下脉冲输出开关，进行打点
⑵在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在
_______上，还要检查_____________是否夹在纸带之间。
墨粉纸盘
A、B、D、E、C
纸盘轴
9、打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为_ ___m/s，在A、D间的平均速度为___ __ m/s,B点的瞬时速度更接近于__ ____ m/s。
0.35
0.42
0.35
10、在研究物体做变速直线运动的实验中，根据实验数据算
出了物体在各不同时刻的瞬时速度如下表。
⑴画出物体的v－t图象。
⑵若０到１两测量点间距离Δx =5.6cm,试求出t=0.06s
时的瞬时速度。
【答案】
(1)如图1-4-7所示（２）56cm/s
【解析】
采用描点法作出v-t 图象；用０到１间的平均速度代替t=0.06 s时的瞬时速度。